上海科学传播训练营回顾(2)污染物与环保

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做个环境记者,很难。做个中国的环境记者,更是难上加难。如何,能读懂佶屈聱牙的政策法条?如何,能厘清有如天书的科学术语?推向极端还是平衡中庸,究竟哪个方法更符合报道伦理?问题艰巨,却有应对之道。

嘉宾1:蒋大和,同济大学环境工程学院教授。任中国环境科学学会大气环境专业委员会委员

嘉宾2:白鸟,科学松鼠会成员,环境生物学博士,天津理工大学教师

主持人:小蓟,南方人物周刊记者、科学松鼠会会员

活动时间:2013年11月10日

活动地点:同济大学中法中心二层

蒋大和演讲:认识雾霾、防治雾霾

烟雾和雾霾其实都有英文词根,英文是Smog,雾霾的霾是英文的haze,这两个其实是完全不同的东西。比如像今天我看到的新闻,关于全世界最污染的地方不能待的十个地方当中,就举了有一个地方,冶金的,照片上烟流滚滚,但是照片上说是雾霾笼罩,那个是烟雾,不是雾霾。

讲两个问题,一个是认识雾霾和PM2.5,然后是怎么控制法。

我每天把上海和北京的气象数据全部弄下来,做了24小时曲线,包括温度、湿度、降水和风速风向。北京为什么10月份会这么厉害呢?它其实是跟气象数据是有很大的关系。比如说在7号,它从浓度很高掉下来,为什么掉下来?你看看气象数据就知道了,你看这个风势风向和湿度,风速风向突然变化的。所以,雾霾当中PM2.5的浓度是和气象的关系有很大的关系,而且,风速只是其中之一。

我解释一下什么叫雾霾?其实很主要的问题是能见度问题,其实跟水汽有关,次要的问题是里面肯定有颗粒物,有污染物质,它一定对健康有损害。雾和霾还有一个问题,一般气象上来讲,在纯净的水蒸气的条件下它是不容易凝结的,但是如果有“凝结核”就比较容易凝结。所以,雾霾都是一定要有这种东西的。这种雾和上海以前的雾不一样,我们上海以前的雾是很白的雾。不知道大家知不知道有这种事情,八十年代曾经在黄浦江为了过江,很白很白的雾,后面的人不知道,一直向前挤,前面的就有掉江里面了。那时候雾很白,把雾变成灰暗时,那就是有污染。所以现在的雾霾天和以前的雾不一样。所以,如果很干的话,那就不是雾霾了,那是烟尘或者是扬尘这些东西。

为什么我们讲PM2.5,我们在大气环境中有PM2.5,还有PM10、TSP和降尘等四种颗粒物定义,这种定义是大气环境科学当特有的,并不适用其它科学,比如医学。甚至大气污染控制工程都不是,为什么呢?比如讲发电厂,你要把颗粒物去掉的话,颗粒物的大小和它的工作机制是不一样的,它不能光定义PM2.5或者PM10那样简单,可能更复杂。所以,这是大气环境科学当中的定义,为什么会这样定义呢?其实是在野外观测当中,发现在一微米和十微米分别有两个峰值,浓度比较高,这就因为它产生的不一样,粗的地方是扬尘,或火山爆发等这个尘土比较多,粗的叫粗粒子,大于2.5都叫粗粒子,小于2.5就叫细粒子,因为它中间有比较好的分界线在那里,就这样定义了。然后我们讲PM10是可吸入颗粒物,PM2.5是细颗粒物,所以PM10是包括了2.5的,而PM10本身来讲,它有一块是粗的,而另外一块是细的。我们讲到雾霾的这个东西,其实不完全是PM2.5,比2.5微米实际上还要小很多,是一微米以下的,这种颗粒物才是对能见度影响最大的一种。

关于PM2.5颗粒,我们第一个是把它定义为一次性的颗粒物和二次性的颗粒物,一次性是指直接排放的颗粒物,比如说你抽烟抽出来的烟粒子,还有炒菜炒出来的,汽车尾气当中的黑烟,或者烟囱出来马上就看见了,那种是直接排放的,叫一次性颗粒物。还有二次性颗粒物,在雾霾当中很重要,它一开始不是颗粒物,一开始是气体,特别是二氧化硫和氮氧化物,它经过大气过程以后,它有化学转化,化学转化产生了硫酸根、硝酸根这种东西,所以就形成了二次颗粒物,所以这种东西对雾霾的影响最大。

PM2.5有自然源和人为源,但是人为源来讲,除了扬尘和空气污染外,燃烧、化石能源的燃烧是人为最重要的污染源。对中国来讲很清楚,烧媒、烧油、烧天然气都会产生这样的问题。对人为源比较重要的,也是我们现在讨论比较多的就是燃煤和机动车尾气,不同的污染源,雾霾的贡献是不同的,一次和二次污染源的来源和毒性也是有差别的。

然后说一下雾霾和PM2.5的关系。有一个定义,叫做消光系数。这个消光系数=吸收系数(如碳黑)+散射系数(如蓝天)的和,系数大家都很清楚,如果一个碳黑放在空气当中,一个黑粒子的话是黑的,为什么是黑呢?它基本上把所有的可见光都能吸收,它吸收系数很高,所以你看到它是黑的。那么其它的是,比如像蓝天,蓝天是一个很简单的问题,十万个为什么里面有的,我们天为什么是蓝的,其实它是非常非常小的分子的散射,叫瑞利散射。在颗粒物变大的时候,它就会变化,这个散射性质就会变化,我们灰霾主要跟这个有关,一开始看不见,但在适当的条件下,特别是稀释性的颗粒物,它会吸水分长大,一长大变成了就变成另外一种散射,就是叫MIE散射,这样一个规律,这样一个规律的话,所有的可见光都能散射,于是这个光就会慢慢的变灰、变暗,变下去的。

雾霾如何作分析?基本上都是采样以后的化学成分分析,像北京22%或者24%的汽车尾气,16%或17%的燃煤,这些都是化学分析

美国研究的比较早,一个项目叫IMPROVE项目,监测PM2.5和能见度的关系,这个项目从1985年启动,现在还在进行的过程当中,监测是从1988年开始的,监测网一开始几十个站到一百多个站,现在已经覆盖全美国,有包括郊区也有包括市区的。其中有一个报告说,不管是东部美国还是西部美国,硫酸盐的对能见度影响的贡献,都大大超过了硝酸盐的影响,这是为什么?但从美国的能源结构看,它烧多少煤烧多少油,我们烧多少煤烧多少油?而我们却没有类似的研究。

北京雾霾什么是主因?我认为燃煤是主因,汽车尾气是其次。形成雾霾主要是二次颗粒物,硫酸盐和硝酸盐,吸湿性很强,现在研究的是很不足的,不能光是化学分析,还要研究其它东西。

因为我们的能源结构是我们的资源结构决定的,并不是我们喜欢烧煤,而是因为我们只有煤。我们真正需要的是一定要压硫,那些脱硫设备标出来的效率,都能达到70%、80%、90%以上,但问题是为什么我们五年计划当中,能够脱硫减少二氧化硫的排放只能达到10%,10%都很困难,这还是报表上的,但实际上有很多经济问题在背后,因为我听说过如果脱硫的话,一个电厂大概要四分之一到五分之一的经费要放在上面。

白鸟演讲:部分的真相不是真相

环境科学,综合性学科

环境科学本身是一个综合性的学科,所以我们在讲环境科学的时候,圈子里面经常有个玩笑话,就讲我们环境科学这类的学生或者研究人员,学过流体力学里头生物学是学的最好的,学过生物学里面经济学是学的最好的,学过经济学里头是学过流体力学的,所以可以看得出来在环境科学里头,你很有可能出现过这样一种现象。当你换了一个角度,换了一个目标,你去考察一个现象的时候,会得出跟之前不一样,甚至完全相反的一些结论。

举一个例子,电动汽车。我们通常来说把它看作环保、清洁的交通方式,它之所以目前没有受到广泛的推广,一个是因为成本原因造成的售价太高,另外还有一个原因,在使用上它电池的续航能力还有待改进。但是不可否认,几乎在所有人眼里电动汽车是一个清洁的交通方式。而且我也同样确实见到在我们环境圈子里的,经济能力比较强的一些年轻人,他会选择花同样的价格去买对他来说,使用效果相对来说比较差一些的电动汽车,来代表他的一些环境理念。

但是电动汽车究竟是不是那么清洁呢,当你综合分析了电动汽车它的生产过程,它在使用过程中的能源供给,以及它使用之后废弃物的处理,也就是说做了一个电动汽车的全生命周期分析以后,你就会发现可能跟你原来的认知就不太一样,尤其是我们中国目前能源结构当中80%都是火力发电站来提供电力的,那么在这样一种能源结构下,你的电动汽车,虽然它在运行过程中没有尾气排放,但是它造成了一种污染转移,它的尾气是在火力发电站排放的,而火力发电站的二氧化碳和二氧化硫目前的排放还是比较高的。所以,从这个角度去看的话,电动汽车在中国就不是一个环保的选项。当然如果是法国,以蒋老师的图上显示,60%以上的能源都是由核电来供给的,那么电动汽车一定是一个清洁的交通工具。所以,可能很多时候,你换一个角度,你在考察一个问题时候,它究竟是环保还是不环保,就会得出一些不同的结论。

说到电动汽车的能源来源,我下面一个特别想讲的是新能源。既然我们刚才都讲过了火力发电站有那么多的问题,我们下一步应该怎么样去调整我们的能源战略,用什么新能源去替代它呢?你会发现,几乎所有的新能源或多或少有一些环境问题,而且我们所谓新能源这个概念,通常会包括包括绿色能源,还有一些包括低碳能源和清洁能源,但是这几个看上去都是很环保的词,内涵还是有很大区别的。比如说垃圾焚烧,垃圾焚烧就是一个城市垃圾减量化一个非常有效的方法,同时还能提供相当大的能源,所以垃圾焚烧可以说是一种绿色能源。但是垃圾焚烧它就不是一个低碳能源,而且我们现在很多人,城市人居民很忌讳的,垃圾焚烧过程中,你的烟气温度如果控制得不好,就会差生二恶英,是一个毒性比较大的物质。

所以,从这个角度来看,任何一个可选项都有优势和劣势。像蒋老师讲的,我们国家煤炭资源比较丰富,那你就需要考虑地区的一些资源分配,还要考虑你的地形地貌,适不适合发展风电和水电,最重要一点,其实是总体上来说,几乎所有选择都是一个经济选择。

环境与经济

我相信在座的大家都有一个比较共同的认识,认为环境和经济是一个相对来说有冲突的一对矛盾。给大家简单讲一个例子,电除尘器可以去除0.2到2.5微米粒径大小的粒子,当然刚才大家可以看到,0.2到2.5恰好就是我们的PM2.5,而且这个电除尘器处理效率相当高,可以达到98%以上,所以这时候我的学生立刻就问我一个问题:“老师,那我的家装了一个电除尘器好不好?”于是,我就给他们看了一个电除尘器的图。然后我就问他们一个问题,这次他们表现得比较好。我说:是不是每一个火力发电站、每一个工厂、每一个城市都装一些电除尘器,就可以解决我们的PM2.5了?“这时候他们的反应还比较快,他们说:“这是一个成本问题。”所以就看得出来,在一定程度上,你如果对环境有比较高的标准,那可能就意味着你需要牺牲一些经济效益。

另外一个例子,从上世纪八十年代开始,在全球生态工业领域非常闻名的案例,就是丹麦的卡伦堡的生态工业园。它一共有五个主体,核心是火力发电站,另外还有一个炼油长和一个制药厂,这个制药厂其实就是在全球胰岛素生产产量最大的诺和诺德,诺和诺德实际上是一个通过转基因酵母菌来生产人胰岛素的一个工厂,所以它总体来说是一个发酵的过程。还有一个是石膏板厂,它的第五个实体是卡伦堡市政府,我主要讲它其中的主要几个物质流,第一个是火力发电站,因为火力发电站涉及到温度控制,所以,它用到相当多的冷却水,它的冷却水最终都是一种热水,它把热水同时供给给另外四个机构,比如说在制药厂控制发酵过程中的发酵罐温度,卡伦堡市政府控制它冬季的供暖,然后给石膏板厂的石膏烘制供热,然后可以给一些鱼塘在冬季提供一些热量,这是非常经济的。同时火力发电站是用氢氧化钙对二氧化硫吸收,最后生成的恰好就是石膏板厂的原料,硫酸钙,这是另外一条途径。

另外,像制药厂生产完人的胰岛素以后,它的酵母菌恰好是一种很好的土壤改良剂和肥料,所以它整个系统运行起来是自发的,这些工厂之间的企业主关系都比较好,他们通过私下的协定,逐渐建立起这个管道,这个管道初期建成的费用是六千万美元,建成以后每年的经济效益是一千万美元,基本上五年左右就可以回收它的初建成本,而这个一个系统至少可以运行20年,所以大家可以看到它在经济上是核算的,反过来说它大量节约了物质和资源的消耗。所以,卡伦堡市的这样一个生态工业园,成了全球生态工业领域的一个标杆级的现象。

我们国家从2010年开始规定,所有的新建工业园必须得是生态工业园区,也就是说如果你在园区内没有这种资源循环利用设施的话,是不允许批准上马的。所以,可以看得出来,对于环境标准来说,一方面我们讲,可能你环保标准定的更高,就会影响你的经济发展,但是另一方面,当你的经济发展到一定水平,你有了一定承受能力以后,可以考虑利用环境杠杆来翘动经济转型。目前,从发达国家看,一般来说这种经济转型,或者是向低劳动密集,低资源消耗的这种信息化转型,或者是进行生态化的转型。

环境和科技

经常会出现一种反智反科技的言论“还是过去的生活好,过去的水也是甜的,西红柿也是香的,鸡蛋黄都是黄色的”,但是可以把这种问题归咎于科技的发展吗?或者反过来问一下,古代就没有环境问题吗?我们知道杜甫的《阿房宫赋》里头就讲过两句话叫做:“渭流涨腻,弃脂水也;烟斜雾横,焚椒兰也。”用环境科学角度去分析一下,渭流涨腻,弃脂水也,其实就是富营养化,烟斜雾横就是PM2.5。

所以环境问题其实自始至终一直都有,那么环境问题本质原因是什么呢?我觉得根本的原因是人口数量的不断上升,和这些不断上升的人口对生活质量的要求不断提高,科技在其中起到什么作用?实际上是这样,科技帮助你在不断提高了人口,不断的提高生活质量。在有限的资源环境条件下,能够实现你的人口增长和你生活质量的提高。或者反过来说,如果你的人口或者是人的生活质量不变,那么科技会更有利于环境的改善。举一个例子,宋朝的时候发明了活字印刷术,活字印刷术跟早期的木板印刷术相比起来,用现代的话讲是一个更绿色、更清洁、更环保的一个技术。因为,它极大的减少了人力和资源,反过来说在上世纪九十年代或者这世纪初,电脑排版业替代了活字印刷术,进一步的科技更替提高了能源的利用率,资源的使用效率。所以,我认为科技并不是反环保的,实际上科技是更环保的,是帮助环境改善的。

道德和情感让环境问题复杂化

有条微博最主要的观点因为气候变暖,造成了环境的破坏,引起了北极熊的饥饿致死,但是这个微博发出去大概十天左右,出现了一些反面的声音,是说这只成年的北极熊,它生活的环境不大可能说单纯是受气候变化的影响,有一定的可能性是自然死亡的。就是说,单纯这只北极熊,你不能把它跟气候变化直接挂起钩来,后来这反面的声音其实是没有什么传播的。而最开始的这条微博,实际上利用了我们的情感共鸣,实现了传播的效果。

放生是某些宗教信仰中的一个行为,是想让这些生物去活。但是实际上放生过程中,现在看起来引起了很多问题,第一个,放生的通常是买卖过来的生物,而买卖的生物通常是在野外捕捉的,在捕捉和运输过程中实际上就已经造成了大量的死亡。第二,如果你放生的这个生境并不适合这些生物的生活,即使把它们放出去,它们还是绝大部分会死掉。即使你放出来的生境适合这些生物的生活,这些生物就会在当地的生境中,蹂躏生境中本来稳定的一个生态系统,就会造成生态系统其它层级生物的死亡。所以,总体来说,放生就是一个事与愿违的一种通过道德和情感的绑架,来进行牟利的行为。

但是道德和情感是不是不能在环境类的报道中使用呢?世界野生动物组织的Logo是大熊猫,为什么选熊猫呢?一方面,熊猫的保护是可以带动其它生物和环境的保育的。也就是说通过保护大熊猫,也可以保护它所生活的环境中的其它各种濒危动植物。所以熊猫有很大保护的生物价值。但是另一方面,是因为熊猫它很萌,因为人们一看到滚滚就情不自禁的喜欢它,所以它的传播效果一定是最好的。右边那张图是墨西哥湾原油泄露的图片,几乎所有的原油泄露事故的图片,大家可以留意一下,所有的图片用的都是大型脊索动物,包括鱼类或者是海豚或者是大型的水鸟,但是受原油泄露的影响最深的种群是不是它们?其实是整个水生生态系统中的生产者,就是藻类,因为藻类是整个生态系统中的生产者,它的种群实际上就进一步影响着整个生态系统的其它生物。所以,最深远的影响是在藻类中,但是我们其实没有见过哪个原油泄露用藻类作为受害者来传播的,因为没有感情共鸣。所以,我想说的是在信息传播过程中,你可以用感情或者道德,但是你用的时候,注意一定要慎重。

环境问题中的健康话题

我想请问大家一下,如果你在日常生活中,别人跟你提到环境问题,第一个进入你的脑海是什么问题?大下面四类环境问题哪一个是你最关注的?土壤重金属污染、水体污染、PM2.5、是生物入侵。大家筛选一下,这四个里头你觉得最重要的是哪个?

美国环保局所做了所有环境类的问题对人类影响程度的排序,发现我们经常会在环境问题的传播中,混淆了环境和健康的问题。很多时候,我们发现关注度很大的问题其实是健康问题。

第二点,人的关注都是短视的,都是跟自己相关的,所以在信息传播中,往往是健康类的问题,传播更广泛。而像有些影响更加深远的环境问题,却不能得到很好的传播。

环境是一个大系统

在这个大系统中,你就很难把自然因素和人为因素区分开。所以经常有时候,就像PM2.5把一些自然因素当成人为因素,还有的时候把人为因素当成自然因素。

在气候变化问题中还有一个重要的原因,造成了大家对气候变化阴谋论这样一个认识。所谓我们在报道中经常讲到一个原则,平衡报道,一件事你正方的声音要让人听到,反方的声音也要让人听到,但是在科学的问题中,比如说气候变化,因为传播界所谓的平衡报道的这种理念,就造成非主流的声音更容易被读者听到,你究竟应该怎样去报道这件事,才是所谓的理性、客观、公正呢?这是需要我们好好考虑的。这种平衡报道最容易出现误区的地方,我观察有两个,一个是气候变化,还有一个是转基因问题。

数据,数据,数据

你的主观感受如何和科研数据来结合。我们现在都很关注食品、空气、水里面的污染物,很关注的一个点就是毒性,毒字究竟是不是能涵盖一个物质它的所有特性呢?“不谈剂量谈毒性是耍流氓”。你究竟怎么去评价一个物质的毒性?首先对物质你要关注它的特性,比方说物质的脂溶性还是水溶性就决定了,它在你的脂肪组织中的存留能力,物质是挥发性或者是液态的还是固态的,就决定了你可能从哪种途径摄入这些物质,还有一个就是这些物质是否有爆炸的能力,这是对于物质本身它的一些物理化学特性。

另外一类你需要考察的点是,你这类物质所谓的毒性隐含了哪些信息。第一个,它的急性毒性,这个是最容易比较的,LD50、EC50,怎样去比较?比方说前一段时间最流行的让大家去散步的PX,对二甲苯,实际上对二甲苯的LD50值跟经常喝的酒里面的乙醇的LD50的值是相当的,差不多的,也就是它的急性毒性并不是那么大。除了急性毒性以外还有其它一些指标,你可以去衡量,比如说致癌、致畸、致突变效应,还有是类激素效应,还有一些对发育的影响,对神经系统的影响。所以,你单纯简单来说这些东西有没有毒,实际上是非常外行的一种说法。

单独考虑这些并不足够,还需要考虑的一大类问题就是你暴露的剂量,暴露的剂量还分两大类,一个是你接触的物质到底有多少,还有一个是接触到了多长时间。这里面有一个非常有意思的例子。大概在1997年的时候,比利时政府爆出一个丑闻,就是他们在鸡饲料里面出现了痕量的二恶英。我刚才讲过二恶英是垃圾焚烧中毒性非常大的一个物质,当时在整个欧洲都震惊了,因为比利时的鸡肉都卖到全欧洲很多地方,二恶英毒性又这么大,所以就造成了整个比利时政府内阁集体辞职。那件事过去大概一年以后,反面的声音才传出来,就是说这个鸡肉中含有的二恶英,你要考虑到它的剂量和暴露时长的话,最后进行一个安全性评估,一个人每天要吃半只鸡,他要连续吃70年才有可能造成致癌的效应。实际上当时就有人认为,这其实是拿二恶英做的一个政治游戏。

环境科学的局限性

的确,目前以我们的科学研究,确实还是有一些问题是不能用科学来证明的,比如说手册里讲过一个癌症聚集的病例,当时是一个美国汽巴嘉基的一个生产厂,现在这个生产厂已经被山德士收购了,是一个很重要的制药企业,当时它的生产厂生产的化合物里面有很多是有毒性的,这个工厂的工人们就注意到他们周围的群体中得癌症的人比较多,尤其是很多人得脑癌,他们注意到有三四个人都是因为得脑癌死掉的。所以,工会跟这个工厂去建议去调查一下,于是这个工厂就请来的阿拉巴马大学的研究人员,而研究人员的调查结果是这样的,他说已调查了所有工厂的员工,大概是几千个员工,去跟普通的市民对照几千个人里,脑癌的发病率大概是二到三,而你这个工厂的脑癌的发病率是三到四,所以用严格的统计学来验证,很可能三到四,就比它高一个左右,是一种偶然性,并不能证明你的这个工厂出现了癌症聚集。但是这个结果又过了几年以后被证实,实际上确实是有脑癌聚集的,因为大概没有过两三年,就同时又出现了四到五例的脑袋患者,所以一下子在人群中的脑癌比例就提高到,可以确信它是有这个问题了。

所以,这个案例实际上说明很多时候,科学的统计方法,特别是严格的流行病学统计并不证明你的一些假想,你一定要知道科学的局限性,你该在什么地方停住不说。你应该是要抽提出来可以用科学去解答的问题,而不是说天马行空。另外,一定要问对的人,所谓的专家不是说他在这个领域是专家,他在其他的领域也是专家,他一定有他的局限性,所以我们一定不能迷信专家。

还有一个是心中对网上查阅的资料靠谱程度要有一个排序,知道哪些地方来源的资料更可靠,哪些地方来源的资料可靠性要差一些,应该说科学研究,所以你总是要有一个存疑的态度。

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  【海报设计:红花】

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